Seifenblasen faszinieren mit ihrer zarten Schönheit und ihrem irisierenden Glanz. Diese Momentaufnahme jedoch fängt eine solche Blase in einer ungewöhnlichen Situation ein – während sie gefriert. In frostiger Umgebung bilden sich dabei auf der dünnen Haut der Seifenblase feine Kristalle, die erst nach und nach miteinander verschmelzen.
Wenn Wassertropfen oder Pfützen gefrieren, geschieht dies meist von einem Kristallisationskeim aus: Ausgehend von einer Grenzfläche oder winzigen Partikeln im Wasser bilden sich Eiskristalle, an die sich nach und nach immer mehr Wassermoleküle anlagern. Wie aber ist dies mit Seifenblasen? Können diese fragilen Gebilde überhaupt als Ganzes gefrieren? Die Physik hinter gefrierenden Seifenblasen haben US-Forscher erst vor kurzem genauer untersucht.
Dabei zeigte sich: Kühlt man eine Seifenblase bei Raumtemperatur ab, indem man sie auf einer frostigen Oberfläche deponiert, bleibt die Blase nicht intakt. Zunächst wandert zwar eine Front aus Eiskristallen von unten her die Blasenwand hinauf. Dann aber stockt das Ganze und der noch flüssige Teil platzt.
Anders aber ist dies, wenn man die Seifenblase komplett in eine Klimakammer mit frostigen Temperaturen bringt. Dann kann man ein faszinierendes Schauspiel betrachten – ähnlich dem Gestöber in einer „Schneekugel“. Winzige Eiskristalle scheinen auf der schimmernden Oberfläche der Blase umherzuschweben. Sie wachsen dabei heran und verbinden sich schließlich zu einer geschlossenen, hauchzarten Eiskruste.
Diese Aufnahme zeigt eine nur zehn Mikroliter kleine Seifenblase im Anfangsstadium dieses Gefrierens. Die kleinen Kristalle werden dabei durch den sogenannten Marangoni-Strom bewegt – eine Strömung von Stellen geringer Oberflächenspannung zu Stellen hoher Spannung. Diese Strömung verteilt die Kristalle auf der dünnen Blasenhaut und beugt gleichzeitig einem Platzen der Seifenblase vor, wie die Physiker herausfanden. (Nature Communications, 2019; doi: 10.1038/s41467-019-10021-6)
Quelle: Nature
